[發明專利]具有分離的功能性顆粒的多相涂層及其制備和使用方法

有效

• 申請號: 201880051464.1
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN111032802B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 阿什利·達斯汀;安德魯·諾瓦克;詹森·格雷茨;約翰·韋歐;阿普里爾·羅德里格斯
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: C09D201/00
• 分類號: C09D201/00;C09D5/08;C09D7/40;C09D153/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 牟靜芳;鄭霞

一些變型提供包含化學上不同的第一聚合物材料和第二聚合物材料的多相聚合物組合物，其中第一聚合物材料和第二聚合物材料在從約0.1微米至約500微米的微相分離長度尺度上被微相分離，其中多相聚合物組合物包含選擇性地分散在第一聚合物材料內的第一固體功能性顆粒，并且其中第一固體功能性顆粒化學上不同于第一聚合物材料和第二聚合物材料。一些實施例提供包含選擇性地分散在第一聚合物材料內的第一腐蝕抑制劑顆粒或前體的抗腐蝕組合物，其中多相聚合物組合物任選地還包含選擇性地分散在第二聚合物材料內的第二腐蝕抑制劑顆粒或前體。這些多相聚合物組合物可用于其他應用，諸如自清潔、自修復或阻燃涂層。披露了制備和使用這些多相聚合物組合物的方法。

優先權數據

本國際專利申請要求以下專利申請的優先權：2017年8月10日提交的美國臨時專利申請號62/543,590、2017年12月19日提交的美國臨時專利申請號62/607,402、2018年2月26日提交的美國臨時專利申請號62/634,990以及2018年4月19日提交的美國專利申請號15/957,638，這些專利申請中的每一者特此通過援引并入本文。

技術領域

本發明整體涉及多相涂層和制備多相涂層的方法。

背景技術

涂層是施加至物體(通常稱為基材)的表面的覆蓋物。施加涂層的目的可以是裝飾性的、功能性的，或兩者兼而有之。實際上，每種制成品都需要涂層，通常用于保護性目的。涂層的主要用途是防止或抵消腐蝕的影響。

腐蝕是自然發生的過程，該過程引起材料(通常是金屬)的物理結構的顯著變化。當金屬暴露于水、酸或氣體時，這些變化可能是由化學反應引起的。腐蝕削弱了材料的物理結構，并最終可能導致受影響的部件失效。到腐蝕可見的時候，修復損壞的代價可能非常高。美國腐蝕工程師協會(NACE)估計，在美國，用于防止、緩解和修復腐蝕的直接成本每年為2760億美元，而間接成本(諸如生產力損失、訴訟和環境緩解)可能將腐蝕總費用推高至超過5500億美元(Lalgudi等人，“The Science of Corrosion-Busting Smart Coatings”[抗腐蝕智能涂層科學]，PaintCoatings Industry[涂料與涂層行業]，2016年3月1日)。

一般來講，可以將各種顆粒引入到涂層中。然而，由于加工限制，商業涂層僅包括一種反應性顆粒、或多種非反應性顆粒。沒有已知的方法來防止反應性物質在合成期間相互作用。許多涂層是在單個反應容器中通過循序添加各種組分而合成的。即使所得的涂層展示出期望的相分離形態，這些組分本身在相分離之前也發生接觸。這種普通的工序不允許兩種不同的反應性顆粒被分隔到某一相中。

需要一種新的能力來制造具有通常不能彼此混合或締合的反應性顆粒的多功能涂層。鑒于本領域的缺點，需要改進的涂層材料和體系，以及適用于這些體系的組合物，尤其是為了保持涂層的機械完整性以用于耐腐蝕性和其他應用。特別地，商業上需要的是一種全新的平臺，它能夠以工業上可擴展的方法制造具有多種功能性添加劑的涂層和材料。

發明內容

本發明解決本領域中的上述需要，如現在將進行概述的以及然后在下文中進一步詳細描述的。

一些變型提供包含化學上不同的第一聚合物材料和第二聚合物材料的多相聚合物組合物，其中第一聚合物材料和第二聚合物材料在從約0.1微米至約500微米的微相分離長度尺度上被微相分離，其中多相聚合物組合物包含選擇性地分散在第一聚合物材料內的第一固體功能性顆粒，并且其中第一固體功能性顆粒化學上不同于第一聚合物材料和第二聚合物材料。

在一些實施例中，第一固體功能性顆粒能夠響應于選自由紫外光、溫度變化、壓力變化、環境溶劑、濕度變化、pH變化及其組合組成的組的環境輸入而與第二聚合物材料反應。

在一些實施例中，多相聚合物組合物被設置在表面上，并且第一固體功能性顆粒能夠響應于選自由紫外光、溫度變化、壓力變化、環境溶劑、濕度變化、pH變化及其組合組成的組的環境輸入而與該表面反應。